一分四功分器仿真案例.docx

1、一分四功分器仿真案例 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】一分四功分器仿真案例一分四功分器的设计这个例子教你如何在HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个一分四的微带功分器。图1一、开始 1. 启动Ansoft HFSS 点击微软的开始按钮，选择程序，然后选择Ansoft，HFSS13程序组，点击HFSS13， 进入Ansoft HFSS。 2. 设置工具选项 1、设置工具选项注意：为了与这个例子的后续步骤一致，要对工具选项进行如下设置： 2、选择菜单：Tools Options HFSS Options3、HFSS选项

2、窗口a、点击常规（General）标签 创建边界时使用数据输入条（Use Wizards for data entry when creating new boundaries）：选勾 复制几何图形的边界（Duplicate boundaries with geometry）：选勾b、点击确定键。4、选择菜单 Tools Options Modeler Options 。5、3D Modeler Options模块选项窗口a、点击Operation 键曲线自动封闭（Automatically cover closed polylines）：选勾b、点击Drawing 键 新的原始模型编辑属性（

3、Edit property of new primitives）：选勾 c、 点击确定。3. 打开新工程 1、在HFSS窗口，点击工具条上的，或者选择菜单File New 。 2、从Project 菜单选择 Insert HFSS Design 。图24. 设置求解类型 1. 选择菜单 HFSS Solution Type 。 2. Solution Type 窗口： 1）选择模式驱动（Driven Modal） 2）点击OK按钮。图3二、建立3D模型1. 设置模型单位1. 选择菜单 Modeler Units 。2. 设置单位： a. 选择单位毫米（mm） b. 点击确定 2. 设置默认材料

4、1. 在3D模型材料工具栏，选择Select。图42. 选择定义窗口：a. 在通过名称区域输入Taconic TLX (tm)。b. 点击确定。图5 3. 创建衬底 1. 创建衬底1）选择菜单Draw Box 。 在坐标输入区域，输入长方体的位置 X: , Y: -60，Z: ，点击Enter 键。 坐标输入区域，输入长方体的对角位置 dX: 37,dY: 120,dZ: ，点击Enter 键。 2) 设置名称 在性质（Properties）窗口点击Box1选择属性（Attribute）。 在名称（Name ）处输入：Sub1 在透明度(Transparent)选择 点击确定。 2. 优化视角

5、选择菜单：View Fit All All Views 。或者按住CTRL+D 键。如图6所示图6三、.创建无限接地板1. 创建无限接地板1)选择菜单Draw Rectangle2)在坐标输入区域，输入矩形位置： X: -30, Y: -72, Z: , 点击Enter键。 在坐标输入区域，输入矩形对角位置： dX: , dY: 140, dZ: , 点击Enter键。2. 设置名称3)在性质（Properties）窗口选择属性（Attribute）。4)在名称（Name ）处输入：GND5) 在透明度(Transparent)选择6)点击确定。3. 优化视角选择菜单：View Fit All

6、 All Views 。或者按住CTRL+D 键。如图7所示图74. 给无限接地板设置理想电场边界1）选择路径：a. 选择菜单 Edit Select By Name 。b. 选择物体对话框： 选择物体名称：GND . 点击OK按钮。2 ) 设置理想电场边界a. 选择菜单HFSS Boundaries Assign Perfect E b. 理想电场窗口a) 名称:PerfE_GNDb) 无限接地板(Infine Ground Plane )选勾c) 点击OK四、创建贴片1. 创建贴片11）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y: , Z: , 按Ent

7、er键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX: , dY: , dZ: , 按Enter键 3） 设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Patch1 点击确定键 4） 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 2. 创建贴片21）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y: 0, Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX: , dY: , dZ: , 按Enter键 3）设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Pat

8、ch2 点击确定键 4）优化视角选择菜单：View Fit All All Views 3. 创建贴片31）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX: , dY: , dZ: , 按Enter键 3）设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Patch3 点击确定键4）优化视角选择菜单：View Fit All All Views 4. 创建贴片41）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y: , Z:

9、, 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX: 11, dY:, dZ: , 按Enter键3）设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Patch4 点击确定键 4） 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 5. 创建贴片51）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X:, Y:, Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX:, dY: 11, dZ: , 按Enter键3） 设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：

10、Patch5 点击确定键 4）优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 6. 创建贴片61）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX: , dY: , dZ: , 按Enter键3） 设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Patch6 点击确定键 4） 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 7. 创建贴片71）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: , Y

11、: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX:, dY:, dZ: , 按Enter键3）设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Patch7 点击确定键 4） 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 图8是7个贴片的视图。图88. 创建贴片8图91）选择菜单：Draw Line2）将Patch3和Patch4接头处连接起来将三个顶点以此连接，形成一个封闭的三角形，如图9所示。 3) 设置名称 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Line1 点击确定

12、键 4) 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 9. 创建贴片91）选择菜单：Draw Line2）将Patch6和Patch7接头的地方连接起来将三个顶点以此连接，形成一个封闭的三角形 在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键 在名称处输入：Line2 点击确定键 4) 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 图1010组合导体1）选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name） 2）选择对象对话框a选择对象名称：依次Patch5,Patch6,Patch7,Line2注意：用CTRL+

13、鼠标左键可以选择多个对象b点击OK按钮 3）选择菜单中的模型（Modeler）布尔运算（Boolean）结合（Unite）图11组合后的名称为Line211. 镜像复制Line2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）a选择对象名称：Line2 b点击OK按钮 2) 选择项目菜单 EditDuplicateMirror 在坐标输入区输入矩形位置 X: , Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角： dX:, dY:, dZ: , 按Enter键 在名称处输入：Patch5_1 点击确定键12组合导体1）选择菜单中的编辑（Edit）

14、选择（Select）通过名称（By Name） 2）选择对象对话框a选择对象名称：依次Patch5_1,Patch2,Patch3,Patch4,Line2_1,Line1注意：用CTRL+鼠标左键可以选择多个对象b点击OK按钮 3）选择菜单中的模型（Modeler）布尔运算（Boolean）结合（Unite） 组合后的名称为Line1 ,如图13所示 图1313. 镜像复制Line1选择组合对象名称：Line12）选中组合的图形进行镜像复制选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）a选择对象名称：Line1b点击OK按钮3）选择项目菜单 EditDuplica

15、teMirror在坐标输入区输入矩形位置 X:, Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角： dX:, dY:, dZ: , 按Enter键 在名称处输入：Patch5_1 点击确定键14组合所有导体1）选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name） 2）选择对象对话框 a选择对象名称：Patch1,Line1_1,Patch5_1_1, 注意：用CTRL+鼠标左键可以选择多个对象 b点击OK按钮 3）选择菜单中的模型（ Modeler）布尔运算（Boolean）结合（Unite） 4）选择菜单：View Fit All All Views 组

16、合后的图形为Line1_1,如图14所示 图14五、设置目标为理想电场边界1.选择目标：1)选择菜单：Edit Select By Name2)选择对象对话框a、选择对象名称：Line1_1b、点击确定按钮2.设置理想电场边界1)选择菜单HFSS Boundaries Assign Perfect E 2)理想电场窗口a、名称:PerfE_Patch1b、点击确定按钮六、设置网格线平面 设置网格线平面1选择菜单下拉选项：Modeler Grid Plane YZa)创建波端口建立端口1：1选择主菜单下拉选项：Draw Rectangle2应用坐标信息框，输入Rectangle的位置坐标X:,Y

17、:, Z:, 敲“回车”键应用坐标信息框，输入Rectangle对角的相对位置dX:,dY:, dZ:, 敲“回车”键设置名称1在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡2. 在“Name”项输入：S13点击“OK”按钮调整视图(to fit the view) 1. 选择菜单：View Fit All All Views 建立端口2：1选择主菜单下拉选项：Draw Rectangle2应用坐标信息框，输入Rectangle的位置坐标X:37,Y:, Z:, 敲“回车”键应用坐标信息框，输入Rectangle对角的相对位置dX:, dY:, dZ:, 敲“回车”键设置名称

18、1在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡2. 在“Name”项输入：S23点击“OK”按钮调整视图(to fit the view) 1. 选择菜单：View Fit All All Views 建立端口3：镜像复制S2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）a选择对象名称：S2b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit Duplicate Mirror在坐标输入区输入矩形位置X: 37, Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX:, dY:-1, dZ: , 按Enter键击确定键 a. 选择树状

19、图中复制后的端口S2_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S3 d. 点击确定键建立端口4：镜像复制S3 1) 选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）a选择对象名称：S3b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit Duplicate Mirror在坐标输入区输入矩形位置X: 37, Y: , Z: , 按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:, dY:-1, dZ: , 按Enter键击确定键 a. 选择树状图复制后的端口S3_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attr

20、ibute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S4 d. 点击确定键建立端口5：镜像复制S2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）a选择对象名称：S2b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit Duplicate Mirror在坐标输入区输入矩形位置X: 37, Y: , Z: , 按Enter键 在坐标输入区属土矩形的对角：dX:, dY:-1, dZ: , 按Enter键击确定键 a. 选择树状图中复制后的端口S2_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S5 d. 点击确定键图1

21、5七、设置激励 1）选择对象S1：a选择菜单中的编辑（Edit）选择（Select）通过名称（By Name）b选择对象对话框a）选择对象名称：S1b）点击OK按钮 2）选择菜单中的HFSS激励（Excitations）指定（Assign）波端口（Lumped Port） 3）波端口：常规（General）a名称：S1b点击下一步（Next）按钮 4）波端口：终端（Terminals）a终端（Terminals）数目：1b对于T1，点击未定义（Undefined）栏并选择新建线（New Line）c利用坐标输入栏，输入向量的位置X：，Y：，Z：，按回车键d利用坐标输入栏，输入向量顶点dX：，d

22、Y：，dZ：，按回车键或者直接从要设置激励的端口中间从上往下画如图17所示e点击下一步（Next）按钮 5）波端口：差分对点击下一步（Next）按钮 6）波端口：后加工参考阻抗：507）点击完成（Finish）按钮图16以同样的方法设置其它的端口激励S2、S3、S4、S5图17八、创建空气1. 创建空气 1) 选择菜单 DrawBox 2) 在坐标输入区，输入长方体位置 X: -30, Y: -72, Z: , 点击 Enter 键 3) 在坐标输入区域，输入长方体的对角位置 dX: , dY: 140, dZ:24, 点击 Enter 键2. 设置名称 1) 在属性（Properties ）

23、窗口选择特性（Attribute）键 2) 在名称处输入：Air 3） 在透明度（Transparent）选择 4) 点击确定按钮3. 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views图18九、创建辐射边界1. 选择面 1) 选择菜单：Edit Select Faces 2) 选择除了在 处（face at Z= ）的面之外的所有空气的面2. 创建辐射边界 1) 选择菜单 HFSS Boundaties Assign Radiation 2) 辐射边界窗口名称：Rad1点击确定按钮图19 十、分析设置一 ) 创建分析设置 1) 选择菜单：HFSS Analysis Setup

24、Add Solution Setup 2) 求解设置窗口 a、点击 通用（General ）键 求解频率（Solution Frequency）： 最大通过数目：20 通过的最大 Delta S： b、点击 确定按钮图20二 ) 增加扫频1. 增加扫频1) 选择菜单 HFSS Analysis Setup Add Frequency Sweepa、 选择求解设置：Setup1b、 点击OK按钮2) 编辑扫频窗口a、 扫描类型： 快速（Fast ）b、 频率设置类型： 线形计数（Linear Step ）开始(Start)：结束（Stop）：步长（Line Step t）：保存场：选勾c、 点击

25、OK按钮图21 十一、 保存工程1. 在 Ansoft HFSS 的窗口，选择菜单：File Save As2. 在 Save As 窗口，输入文件名称：hfss_probepatch3. 点击 保存按钮十二、 分析一) 模型检查1、 模型检查A、 选择菜单：HFSS Validation CheckB、 点击 关闭（Close ）按钮图22注意：使用信息管理器可以看到任何错误或警告信息。二) 分析1、 开始求解过程A、 选择菜单：HFSS Analyze All图23三）计算结果数据1选择菜单中的HFSS结果（Results）计算结果数据（Solution Data）1）查看概况（Profi

26、le）：点击概况（Profile）标签2）查看收敛情况（Convergence）：点击收敛情况（Convergence）标签注意：收敛情况的缺省方式为表格，选择画图（Plot）单选按钮来查看收敛数据的绘图表示。3）查看矩阵数据（Matrix Data）：点击矩阵数据标签（Matrix Data） 注意：查看矩阵数据的实时更新，要建立最近合适（Last Adaptive）的Setup1的仿真2点击关闭（Close）按钮图24十三、创建报告一）建立终端S参数（Terminal S Parameters）绘图幅值创建报告：1选择菜单中的HFSS结果（Results）创建报告（Create Termi

27、nal Solution Report）直角坐标图（Rectangular plot）2建立报告窗口：图251）解决方案：Setup1：Sweep12）范围：Sweep3）点击Y标签a种类（Category）：终端S参数（Terminal S Parameters）b数量（Quantity）：S（S1,S1）,S（S1,S2）,S（S1,S3）,S（S1,S4）,S（S1,S5）c函数（Function）：dBd点击（New Report）按钮4）点击完成（Close）按钮图26二）查看驻波比VSWR 1. 选择菜单中的HFSS结果（Results）创建报告（Create Terminal Solution Report）直角坐标图（Rectangular plot）2. 建立报告窗口：图271）解决方案：Setup1：Sweep12）范围：Sweep3）点击Y标签 a种类（Category）：终端S参数（Terminal S Parameters） b数量（Quantity）：VSWR（S1）,VSWR（S2）,VSWR（S3）,VSWR（S4）,VSWR（S5）c函数（Function）：dBd点击（New Report）按钮4）点击完成（Close）按钮图28